电极用纳米Ag_2O的电化学性能研究 Ⅰ.纳米Ag_2O的制备及表征

用化学方法首次成功地制备出了用于电极活性材料的纳米Ag_2O微粒,并通过TEM,XRD和XPS等测试技术进行了分析表征.同时,对每种方法纳米Ag_2O的生成机理进行了初步的探讨,表明这些方法具有一定的普适意义.

热解自活化法制备生物质基微孔型活性炭（英文）

提出热解自活化制备生物质基活性炭的新方法,制备过程不添加任何活化剂。将生物质原料置于可密闭反应器,在高温高压条件下进行热解自活化反应。结果表明,椰子壳是热解自活化制备微孔型活性炭的最佳原料,选择活化温度900℃并保持6 h,制备出了具有网络状发达微孔结构的活性炭,微孔率高达87.8%,比表面积1 194.4 m^2/g,总孔容积0.528 cm^3/g,碘吸附值1 280 mg/g,亚甲基蓝吸附值315 mg/g。同时,作为电化学储能电极材料,比电容可达258 F/g,而且阻抗小,3 000次充电循环后比电容仍能保持97.2%。热解自活化机理研究表明,生物质热解过程中产生的水蒸气、二氧化碳和反应器内的空气形成了良好的活化气氛,密闭反应器内形成的自生压力促进了水蒸气/二氧化碳与固体炭的活化反应速度,明显提高了微孔率。为了验证热解自活化法对其他生物质原料的适用性,还选择了杏核、核桃壳和松木屑作为原料进行热解自活化实验,并制得了高吸附力的活性炭样品。因此,热解自活化是一种无污染、清洁方便、产品得率高的新型活化方法,可产生良好的经济和环境效益。

抗菌用壳聚糖及其金属粒子复合材料研究进展

由细菌、真菌等微生物感染引起的疾病一直是公共卫生中存在的问题,可高效杀死病菌且没有副作用的抗菌材料的开发成为当前研究的热点和重点之一。但微生物对现有抗生素广泛出现耐药性,成为微生物感染治疗的难点。近年来,壳聚糖作为抗菌活性高、生物相容性好和来源广的绿色材料一直备受关注。壳聚糖与Ag、Au和Zn等金属纳米粒子复合后会产生协同抗菌效果,且微生物很难对其产生耐受性,可用于伤口敷料薄膜、敷料抗菌添加剂等领域。该文结合壳聚糖的抗菌性质,总结其抗菌机制和抗菌活性的影响因素,综述了壳聚糖与Ag、Au和Zn等纳米粒子复合后的生物抗菌材料的研究现状,展望此类材料在抗菌领域的发展趋势,为进一步研究生物抗菌材料提供信息支撑。

Cr对TiMn基贮氢电极合金活化性能及电化学容量的影响

探讨了 Cr部分取代 V对 Ti Mn基贮氢电极合金活化性能的影响 ,并对合金电极的微观组织进行了分析和讨论。结果表明 ,Cr部分取代 V能够提高 Ti Mn基合金的活化性能 ,当 Cr含量为 0 .0 1时 ,获得了 397m Ah/g的放电容量。但随着 Cr含量的提高 ,合金的电化学容量及活化性能反而有所下降。只有加入适量的 Cr,才能使得合金的电化学容量和活化性能达到最佳。XRD分析表明 ,该合金有两个主相 :富 V的 V3Ni2 相和富 Ti的 Ti Mn2 相。

从工业TiOSO4液合成介孔TiO2分子筛的工艺及机理研究

介孔TiO2以其独特的结构和优异的性能备受关注,但却存在起始钛源成本高、脱模不理想并易引起孔结构破坏坍塌、骨架晶型差等问题。笔者以钛铁矿酸解得到的工业TiOSO4液作为起始钛源,在复合表面活性剂自组装形成的超分子结构模板诱导作用下进行水解,控制水解产物的结构,形成介孔TiO2前驱体之后,采用氧化、萃取和焙烧相结合的方式脱除前驱体中的表面活性剂模板,制备出比表面积大、结构稳定的锐钛矿型介孔TiO2。重点研究了以下几个与介孔TiO2合成工艺及形成机理有关的问题:(1)合成介孔TiO2前驱体的工艺条件对介孔结构的形成及晶型至关重要,尤其是表面活性剂、反应pH值、温度等。采用复合模板(CTAB/P123)为结构导向剂,由工业TiOSO4液水解合成介孔前驱体,多步焙烧脱除模板,得到孔径分布窄、结构稳定的锐钛型介孔TiO2分子筛,平均孔径为3.0nm,SBET为132.6m2/g。(2)介孔TiO2前驱体合成中引入外场作用能促进产物的晶体结构完善和孔结构形成,使产物的SBET和稳定性均显著提高。超声辐照和微波辐照利于提高介孔结构的有序度;微波辐照所得产物的SBET达146.6m2/g;水热合成强化了无机物种与表面活性剂的相互作用,同时使孔壁缩聚晶化,提高了介孔结构的稳定性。(3)采用臭氧氧化、多次萃取、多步焙烧的综合脱模路线脱除有机复合模板剂CTAB/P123较完全,得到SBET高(133m2/g),平均孔径大(4.65nm)的锐钛矿型介孔TiO2。臭氧氧化使模板剂氧化成短链、小分子有机物,可减小后续脱模过程的阻力;盐酸/无水乙醇的多次萃取使孔道中模板剂的表面活性降低,与骨架结构的作用减弱,有效降低了后期热处理强度;多步焙烧方式可减小因长时间高温焙烧容易造成的无机骨架网络收缩、骨架结构损坏、骨架电荷平衡破坏所致的分子筛孔结构破坏坍塌的负效应。(4)介孔TiO2的锐钛矿晶型,较大的SBET和小的颗粒尺寸,表面吸附和键合的少量SO4使其具有良好的催化活性。介孔TiO2在光氧化分解亚甲基蓝和乙酸乙醇酯化反应中有较高的催化活性,降解率和酯化率分别达98.4%和91%;介孔TiO2对催化高酸值麻疯油与甲醇预酯化反应也表现出一定催化活性。(5)在强酸性水体系中通过CTAB/P123复合模板的超分子诱导自组装合成路线制备出2D六方孔道、SBET大(205.7m2/g)、孔径分布窄的锐钛型介孔TiO2。介孔TiO2前驱体的形成过程属协同作用机理,其特征归纳为如下几点:1)反应体系pH值对钛水解初级粒子与模板剂协同作用影响较大,二者通过静电作用(S+I–)和氢键作用(N0I0)两种方式在界面协同作用;2)调控pH值不仅使钛离子水解缩聚的速率与表面活性剂自组装速率相匹配,且能控制杂质的析出;3)适当提高合成温度有利于大孔径介孔材料的形成;4)增长复合表面活性剂疏水链有助于大孔径介孔材料的合成;5)无机强电解质阴、阳离子的加入有一定的扩孔作用;6)介孔TiO2前驱体合成体系中钛水比和酸钛比对无机钛离子水解速率(H)或抑制速率(p)影响较大,TiOSO4液合成体系大的H/p比值导致钛离子水解加速,胶束尺寸变小,使介孔材料孔径缩小。(6)介孔TiO2脱模过程中,界面作用的变化对晶体结构和微观应变造成一定影响,同时产生原子缺位。萃取脱模对晶体结构影响远弱于焙烧处理,增大萃取脱模量可有效降低焙烧强度,提高介孔TiO2的稳定性。2–

不同纵横比ZnO纳米锥的可控合成及其光催化性能

在醋酸锌-正丁胺-四氢呋喃/乙醇溶剂热体系中改变正丁胺用量和反应温度,实现了不同纵横比Zn O纳米锥的可控合成,使用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、透射电子显微镜(TEM)及紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)等手段对其形貌和结构进行表征,提出了Zn O纳米锥的生长机理。以甲基橙(MO)为目标降解物,研究了Zn O纳米锥的光催化活性。结果表明:与商业Zn O粉末相比,纳米锥表现出较高的反应活性。纵横比小的Zn O纳米锥具有的高催化活性,因为其结构中活性{001}晶面所占的比例较大。

MH/Ni电池充放电过程导电物理机制的研究

借助X射线衍射等方法,研究了MH/Ni电池在充放电过程中电极活性材料β-Ni(OH)2和AB5合金的结构和微结构变化,进而讨论了两种电极活性材料在充放电过程中的物理行为和导电的物理机制.研究发现,在充电过程中确实未观测到β-Ni(OH)2→β-NiOOH的相变,只有在满充和过充时,才发生部分β-Ni(OH)2转变成γ-NiOOH,且一直是β-Ni(OH)2和γ-NiOOH两相共存;在充电过程不是由β-Ni(OH)2→β-NiOOH相变来提供氢离子,而是由氢原子离开β-Ni(OH)2的点阵位置提供氢离子;在负极这一边,开始时氢原子是以间隙式嵌入AB5点阵形成固溶体,只有当AB5因氢原子的嵌入使其体积变化达一定百分数后才析出AB5Hx氢化物.这些过程使电极活性材料的微结构也发生变化,而且这种变化不是完全可逆的.简言之,MH/Ni电池的物理导电机制是在正负极活性材料中嵌入和脱嵌的氢离子在电极间的定向迁移运动.

FeCr-ODS铁素体合金的氧化+粉锻工艺制备及其微观结构

提出一种氧化+粉锻(粉末锻造)新工艺并用其制备了FeCr-ODS铁素体合金。使用SEM、XPS、EPMA和TEM等手段对其表征,研究了粉末表面和内部氧化物的生成、演变以及合金中纳米氧化物弥散相的种类和分布特征。结果表明,在低温氧化过程中粉末表面生成了一层Fe的氧化膜,在随后的加热过程中粉末表面的O元素转移并与Y和Ti元素反应生成了Y-Ti-O纳米氧化物弥散相。通过纳米氧化物弥散相在粉末成型过程中的演变,阐明了粉锻对位错和纳米氧化物析出相形成的贡献。用这种工艺制备的ODS铁素体合金,大量细小的Y_(2)TiO_(5)析出相均匀地分布在基体中,晶界上只有少量大颗粒Y_(2)O_(3)。